Tecnolo
ologia
La RFID
LA RFID (RADIO FREQUENCY
IDENTIFICATION) È UNA TECNOLOGIA DI
IDENTIFICAZIONE CHE RICORRE AD UN
SEGNALE IN RADIOFREQUENZA QUALE
SUPPORTO DI DIALOGO TRA L’OGGETTO
DA IDENTIFICARE E IL DISPOSITIVO
DI RICONOSCIMENTO. DI SEGUITO LE
PRINCIPALI DISTINZIONI IN TERMINI
DI FREQUENZA, POTENZA E TIPOLOGIE
COSTRUTTIVE DEI TAG
comunque a disposizione della RFID.
Bisogna precisare che ciascuna frequenza ha caratteristiche sostanzialmente diverse, sotto un profilo fisico: parametri di comunicazione
(distanza, velocità di scambio...), ambiente in cui può funzionare (presenza di metallo o di liquidi, attività elettromagnetica...) «Le tecnologie
RFID sono basate sulla propagazione radio o elettromagnetica » come
scrivono Battezzati/Hygounet, “RFID”, Hoepli Editrice. «Due principali
metodi di propagazione sono utilizzati:
&DPSRPDJQHWLFR, dove la comunicazione è generata attraverso
l’induzione magnetica. In genere, questo principio fisico è utilizzato
con frequenze basse, come 125 kHz e 13,56 MHz;
&DPSRHOHWWULFR, che impiega un classico sistema radio per realizzare
la propagazione di energia del ricetrasmettitore verso il transponder.
FREQUENZA
Le dimensioni delle antenne sono direttamente dipendenti dalla banda
di frequenza utilizzata che parte da 400 MHz».
n sistema RFID si basa sui due seguenti elementi: il tran-
U
Vi sono, insomma, due tipi distinti di funzionamento.
sponder o tag, composto a sua volta di chip e antenna, e il
/)H+)îQRD0+] il tipo di accoppiamento fra lettore
lettore/scrittore, con funzione di leggere i dati contenuti nel
e transponder è di tipo elettromagnetico con forte prevalenza della
transponder e, se richiesto, di sovrascriverne
componente magnetica, ossia della trasmissione per via induttiva.
dei nuovi. Essendo la RFID, come detto, una
Quando il transponder entra nel campo di azione del lettore, assorbe
tecnologia di trasmissione di informazioni
energia elettromagnetica dal lettore stesso, la quale viene convertita
via radio, cominciamo la trattazione dalle
in energia elettrica che va a caricare un condensatore la cui energia
suddivisioni in termini di frequenza. In
viene poi utilizzata per trasmettere allo stesso lettore il proprio codice
funzione delle frequenze già attribuite, e
di identificazione.
largamente utilizzate da un elevato nume-
8+)HPLFURRQGH l’accoppiamento è di tipo elettromagnetico con
ro di gruppi di utenti (radio, televisione,
forte prevalenza della componente elettrica, ossia della trasmissione
esercito, protezione civile ecc.), alla RFID
RF. Il lettore emette un segnale che viene ricevuto dal trasponder che
sono state attribuite un certo numero di
viene così attivato a trasmettere l’informazione in esso contenuta. Si
frequenze, classificate in quattro gruppi:
tratta di un fenomeno di riflessione (back scattering), simile a quello
/), inferiori a 135 KHz, in particolare
che governa il radar.
OHEDVVHIUHTXHQ]HORZIUHTXHQF\
due: 125 KHz e 134 KHz;
OHDOWHIUHTXHQ]HKLJKIUHTXHQF\
+) una sola è utilizzata, quella di 13,56
MHz;
OHIUHTXHQ]HXOWUDDOWHXOWUDKLJK
IUHTXHQF\8+)due sono utilizzate,
433 MHz e la banda che va da 860 a
960 MHz;
OHPLFURRQGHdue frequenze erano
inizialmente riservate, 2,45 GHz e
5,8 GHz, ma quest’ultima è stata
ultimamente dismessa per man-
Inlay RFID/NFC di LAB ID.
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canza di richieste, rimanendo
Etichetta Siar/Imprima per gestire con RFID i capi di abbigliamento.
SUn particolare prodotto RFID nato dalla ricerca Siemens.
T "Smart labels" Inotag di Inetec, disponibili con diversi tipi di materiali,
adesivi, formati e inlay.
Il tag permanente in due parti sviluppato e prodotto direttamente da
Ceracarta.
POTENZA
a potenza della trasmissione si esprime in W. Nel caso della
L
trasmissione induttiva, si preferisce spesso esprimerla non
come potenza ma come intensità di corrente per metro, ossia
A/m in quanto ci dà una immediata idea della intensità del campo
magnetico in gioco. Nel caso della trasmissione induttiva, LF ed HF, si
parla anche di funzionamento in “campo vicino”, nel caso di trasmissione RF, UHF, si parla anche di funzionamento in “campo lontano”.
Per quanto riguarda la potenza, il sistema di misura americano è
diverso da quello europeo.
Il sistema americano infatti misura l’EIRP, ossia l’Equivalent Isotropic
Radiated Power, mentre il sistema europeo misura l’ERP, ossia l’Effective Radiated Power. Il rapporto fra i due sistemi di misura è 1W ERP =
1,62 W EIRP, per cui i 2 W autorizzati dalla normativa europea, di cui
parleremo più avanti, corrispondono a 3,24 W americani. In Europa,
sono il CEPT (Comitato Europeo Poste e Telecomunicazioni), e i suoi
organismi associati, l’ETSI (European Telecommunications Standard
SUPPORTO E MEMORIA
DEI TAG
ltre che in termini di frequenza e potenza, i tag si possono
O
suddividere ancora per tipo di memoria e di supporto. La
memoria può variare, a seconda dei modelli, da qualche
decina a qualche migliaio di byte. Inoltre, i tag possono essere di tipo
VRODOHWWXUDLOFRGLFHFRQWHQXWRqXQLYRFRHYLHQHSHUVRQDOL]]DWR
GXUDQWHODSURGX]LRQH o OHWWXUDHVFULWWXUDROWUHDFRQWHQHUHXQ
FRGLFHXQLYRFRKDGHLFDPSLLOFXLFRQWHQXWRSXzHVVHUHPRGLî
Institute) e l’ERC (European Radiocommunications Commitee), gli
FDWRGDOOHWWRUH. La forma e le dimensioni dei transponder sono le
enti incaricati di proporre le norme comunitarie di riferimento che
più svariate: dalla classica “a bottone” con diversi diametri, a quella
i Paesi europei saranno poi liberi di applicare o no, a seconda del
cilindrica ridottissima (sistema di blocco d’avviamento delle vetture,
caso. Secondo questi enti, la RFID viene considerata all’interno dei
riconoscimento animali), a quelle a forma di carta di credito (con o
dispositivi “Short Range Device”.
senza banda magnetica). Rientra nei fattori di forma l’altra importan-
Esistono già un certo numero di testi (vedi tabelle CEPT ed ETSI), in
tissima differenza fra tag riutilizzabili e a perdere, che è fondamentale
particolare il documento CEPT/ERC 70-03.
nel conto economico. Oltre ai transponder di tipo passivo, esistono
Nel settembre 2004, l’ETSI ha pubblicato la norma EN 302-208 che
anche transponder di tipo attivo, ossia con batteria incorporata, quali
concerne specificamente l’UHF, e che autorizza una potenza di 2 Watt
i nuovi telepass, che permettono una ricetrasmissione a distanze
ERP nella banda di frequenza 865,6 - 867,6 MHz. La quasi totalità dei
maggiori in quanto amplificano il segnale in uscita dal transponder
Paesi europei ha recepito questa raccomandazione quasi subito, libe-
aumentandone così la potenza. Sempre più transponder sono dotati
ralizzando le frequenze UHF per dispositivi con potenza non superiore
di caratteristiche anticollisione ossia ammettono il “bulk reading”, la
a 2W; l’Italia ha recepito la norma con un decreto legge pubblicato
lettura in gruppo, ossia sono identificabili dal lettore anche quando
nell’estate 2007.
passano in gruppo nell’area del lettore.
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Tecnol
ologia
Per riassumere, si possono fare diverse suddivisioni fra tipi di tag: tra
l’altro, ognuno di questi individua un particolare segmento o nicchia
di mercato, per i quali si rivela adatto:
FKLSOHVVRSSXUHFRQFKLSLWUDQVSRQGHUVHQ]DFKLSVRQRTXHOOL
LQFXLODVRODLQIRUPD]LRQHGDULOHYDUHqLOSDVVDJJLRRPHQRGL
XQRJJHWWRVRQRTXHOOLWLSLFLGHOOHDSSOLFD]LRQLGLDQWLWDFFKHJ
JLRSDVVLYLVHPLSDVVLYLDWWLYL
VROROHWWXUDROHWWXUDVFULWWXUDUHDGRQO\RUHDGZULWH
ULXWLOL]]DELOLRDSHUGHUH
TAG ATTIVI
Tag RFID Ase con diverse
configurazioni e fattori di
forma.
el vasto mondo della RFID, i tag attivi sono quelli alimentati
N
stampanti. Le stampanti di smart label combinano le due tecnologie:
a batteria, e questo li distingue sostanzialmente dai tag
stampa a trasferimento termico per scritte, codici a barre, immagini
passivi. Questa fonte di energia serve per la trasmissione
sotto forma di segni visibili a occhio nudo; e scrittura di informazioni
dei dati, e non deve provenire dai lettori, come nel caso dei tag passivi:
relative allo stesso oggetto in tecnologia RFID.
ciò significa che la potenza necessaria per le trasmissioni lettore/tag
Il vantaggio delle smart label è di consentire la lettura di numerosi
è molto più bassa di quella necessaria per la lettura passiva, anche
oggetti, rapidamente e anche contemporaneamente in modalità anti-
a parità di frequenza di trasmissione. È questo per esempio il caso
collisione, che si muovano ad elevata velocità.
dell’UHF dove un tag attivo trasmette con una potenza nell’ordine dei
mW, e un tag passivo almeno a 2 W. Il tag attivo non è una novità,
Esempi di applicazioni sono l’etichettatura dei bagagli, l’identificazione
anzi, si può dire che l’RFID stessa sia nata con i tag attivi; in tempi
di plichi postali e così via. Le smart label sono costituite da normali
pionieristici per questa tecnologia, per esempio negli anni Ottanta o
etichette con un transponder inserito tra la parte gommata e il supporto.
Novanta, i tag attivi avevano la prerogativa di consentire uno scambio
La parte gommata a contatto col transponder è di norma rinforzata
di dati veloce e a distanze importanti, proprio grazie all’energia della
per proteggere il componente elettronico (chip) durante il movimento
batteria. Con la standardizzazione delle tecnologie RFID sulle frequenze
attraverso i meccanismi di trascinamento e di stampa della stampan-
HF (ISO 15693), sono cresciuti maggiormente i segmenti della RFID
te. Nei casi in cui sia necessario leggere in sequenza sia un codice
passiva, portando di conseguenza a una contrazione del mercato
a barre che un transponder, conviene disporre di lettori o terminali
dei tag attivi. Oggi, invece, stiamo assistendo a un deciso ritorno di
per entrambe le tecnologie. Grazie alla possibilità di realizzare circuiti
interesse per questo tipo di strumenti: i tag attivi sono sempre più
elettronici complessi con dimensioni estremamente ridotte, comincia
apprezzati e rivalutati, ma per applicazioni molto più specifiche che
oggi a fare la prima comparsa sul mercato questo tipo di attrezzatura.
vanno ampiamente al di là della sola identificazione.
Smart Label Ceracarta.
LE SMART LABEL
razie all’integrazione tra sistemi di stampa a trasferimento
G
termico e componenti RFID, sono presenti sul mercato
etichette esteriormente identiche a quelle finora impiegate
per i codici a barre, ma dotate all’interno di transponder. Chiamate
smart label, esse integrano le due tecnologie dando la possibilità di
identificare gli oggetti o le persone sia visivamente con scritte in chiaro
e/o codici a barre, che tramite RFID.
Contrariamente a quelle con codici a barre, queste etichette non vengono solo lette, ma possono anche essere scritte.La lettura/scrittura
delle smart label, per la parte RFID, può essere eseguita dai terminali
RFID, fissi o portatili, mentre la scrittura avviene tramite apposite
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Tecnol
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SMART CARD, SMART
TICKET, NFC
a smart card è costituita da un supporto di plastica nel quale
L
è incastonato un microchip connesso ad un’interfaccia di
collegamento che può essere una contattiera o un’antenna.
Il microchip fornisce funzionalità di calcolo e memorizzazione dati; la
contattiera o l’antenna consentono al microchip di dialogare con uno
speciale terminale di lettura collegato solitamente ad un computer
mediante porta seriale, parallela, USB, ecc. Lo standard internazionale
ISO 7816, denominato “Identification Cards - Integrated circuit(s)
cards with contact”, definisce le caratteristiche fisiche, elettriche e
operative delle smart card a microprocessore e a sola memoria con
Lettura NFC da telefonino con terminali Ingenico.
contatti elettrici (contact). Lo standard ISO 14443 è invece quello
ISO 15693, 18092 e 21481, ECMA 340, 352 e 356 ed ETSI TS 102 190.
utilizzato per le contactless smartcard. Chiaramente la smart card è
NFC è inoltre compatibile con la diffusa architettura delle smart card
un importantissimo veicolo di identificazione, tipicamente utilizzato
contactless, basate su ISO 14443 A/B, Philips MIFARE e Sony FeliCa. A
per identificare le persone (anche se ci sono tag industriali realizzati
differenza dei classici dispositivi RFID, che suddividono nettamente fra
in formato ISO card), ma viene a coincidere con il mondo RFID solo
tag e lettore, nel mondo NFC la comunicazione è bidirezionale. Quando
nella sua versione contactless, proprio per l’aspetto di air interface
due apparecchi NFC (l’Initiator e il Target) vengono accostati entro un
che condivide con il resto del mondo RFID. Le smart card infatti, in
raggio di 4 cm, viene creata una rete peer-to-peer tra i due ed entrambi
base all’interfaccia, si distinguono in contact (interfaccia a contatto),
possono inviare e ricevere informazioni.
contactless (senza contatto) oppure con entrambe le interfacce (Dual
Le applicazioni tipiche pensate per questa tecnologia fanno capo a un
Interface).
oggetto che ciascuno di noi, ormai, possiede e tiene sempre con sé, il
telefonino, e possono essere sostanzialmente di accesso o di pagamento.
Una versione futuristica della RFID, che si prepara già da un po’ a conqui-
Nel primo caso il telefonino NFC simulerà una smart card per l’accesso
stare il mondo, è la tecnologia NFC, Near Field Communication. Si tratta
al trasporto pubblico o ad altra rete fisica o logica, nel secondo caso
di una tecnologia che fornisce connettività wireless (RF) bidirezionale
invece si simuleranno le funzioni della carta di credito. Con in più tutte
a corto raggio, vale a dire pochi centimetri, sviluppata congiuntamente
le potenzialità offerte dal fatto che il “tag” è in realtà un computer sul
da Philips e Sony. Opera alla frequenza di 13,56 MHz e può raggiungere
quale si possono abilitare “n” applicazioni successive alla lettura RFID
una velocità di trasmissione massima di 424 kbit/s.
operata mediante il dispositivo stesso.
Le specifiche tecniche della tecnologia NFC si basano sugli standard
Terminale per il controllo accessi con
tecnologia RFID, di Kaba.
Soluzione di lettura e
acquisizione dati mediante
NFC, come proposta da Rotas,
in modalità peer-to-peer.
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